[发明专利]一种流动工况下液态重金属氧浓度控制固液交换反应装置

摘要

本发明公开了一种流动工况下液态重金属氧浓度控制固液交换反应装置，通过控制流经反应容器中液态重金属的温度和流量来调节整个液态重金属系统中氧浓度。该装置的巧妙设计解决了反应容器温度控制、质量交换器更换不破坏整个反应容器等问题，包括质量交换器、测氧仪、内置加热棒、内置热电偶、空冷装置、滤网式过滤器、液态金属阀门、液态金属流量计、反应容器。本发明中液态重金属温度稳定可控；采用电控式液态金属阀门和液态金属流量计精确控制流经反应容器中液态金属的流量；设有滤网式过滤器过滤液态重金属中杂质，防止杂质进入质量交换器中吸附在氧源颗粒表面，影响氧源颗粒氧交换的效率；同时采用法兰式或卡套式连接易拆卸易更换与维护。

主权项

一种流动工况下液态重金属氧浓度控制固液交换反应装置，其特征在于包括：液态金属阀门(1)、液态金属流量计(2)、反应容器(3)、滤网式过滤器(4)、测氧仪(5)、空冷装置(6)、质量交换器(7)、内置加热棒(8)和内置热电偶(9)；其中液态金属阀门(1)、液态金属流量计(2)、滤网式过滤器(4)、测氧仪(5)串联在反应容器(3)出入口，空冷装置(6)包裹在反应容器(3)外围，质量交换器(7)、内置加热棒(8)和内置热电偶(9)通过卡套或法兰连接在反应容器(3)上；所述质量交换器(7)通过标准法兰与反应容器(3)连接，位于反应容器(3)圆筒中心，插入到反应容器底部，易于更换；所述内置加热棒(8)与空冷装置(6)是对流经质量交换器中液态重金属进行加热和冷却，调节加热或冷却的功率，用来得到合适的液态重金属温度；所述滤网式过滤器(4)过滤液态重金属中杂质，防止杂质进入质量交换器中吸附在氧源颗粒表面，影响氧源颗粒氧交换的效率；打开前后液态金属阀门(1)，通过液态金属流量计(2)控制液态金属阀门开度调节流经反应容器(3)中液态重金属流量，再经过滤网式过滤器(4)过滤其中的固体杂质后经测氧仪(5)探测液态重金属中氧浓度反馈给控制系统调节空冷装置(6)冷却功率和内置加热棒(8)加热功率使液态重金属快速到达合适的温度，这样液态重金属流经质量交换器(7)与氧源颗粒发生氧交换反应后携带合适的氧浓度流出反应容器；质量交换器(7)通过自由伸展弹簧和与弹簧相连压紧板将氧源颗粒固定在质量交换器内，当氧源有一定消耗自由伸展弹簧将伸长，补偿反应一段时间后质量交换器(7)内体积变化，这样氧源颗粒仍紧紧固定在质量交换器(7)内，其中盛放氧源颗粒的圆筒呈多孔结构，确保液态重金属能够顺利通过与氧源颗粒作用；该流动工况下液态重金属氧浓度控制固液交换反应装置的整体结构设计简单，易于实现和操作，质量交换器、滤网式过滤器、测氧仪、内置加热棒、内置热电偶全部采用法兰式或卡套式连接，解决了装置的密封连接、拆卸困难问题；同时采用滤网式过滤器防止杂质进入质量交换器中吸附在PbO颗粒表面；该流动工况下液态重金属氧浓度控制固液交换反应装置防止PbO颗粒漂浮在盛放氧源颗粒的圆筒的上半部分，影响氧交换效率。